英特尔公司(Intel)宣布其新一代代号为 Knights Landing 的Intel Xeon Phi 处理器最新细节。新处理器将延续多方面的优势,包括为目前世代产品所撰写的现代化程式码所带来的效益。其中全新的高速光纤(high-speed fabric)将整合在晶片封装内,加上高频宽的封装内记忆体,协助加速科学探索的脚步。由于目前的记忆体与光纤都是伺服器内部的独立元件,往往局限了超级电脑的效能与密度。
这项新的互连技术名为Intel Omni Scale Fabric ,是为了满足新一代 HPC 的效能需求而设计。Intel Omni Scale Fabric 将整合在新一代的Intel Xeon Phi 处理器,以及未来的通用型Intel Xeon处理器。这样的整合设计加上光纤的HPC最佳化架构,用于解决未来HPC环境建置对于效能、扩充性、可靠度、电源、以及密度等方面的要求。从入门级产品到超高阶应用,在价位与效能之间均可取得理想的平衡点。
除了 PCIe 扩充卡选项外, Knights Landing 也将提供独立处理器版本,可直接装在主机板插槽上。插槽版本不仅排除复杂的编程作业,还消弭透过 PCIe 传递资料的频宽瓶颈,这也是 GPU 与加速器解决方案常见的问题。Knights Landing晶片封装内将包含高达16GB的高频宽记忆体。此项和美光(Micron)合作开发的新记忆体,其频宽高于 DDR4 记忆体5倍,比起目前的 GDDR 记忆体能源效率提高5倍,密度则增加3倍。在搭配整合式Intel Omni Scale Fabric 时,新的记忆体解决方案使得Knights Landing能安装成独立的运算组件,藉由减少元件数量以节省空间与能源。
Knights Landing内含超过60个针对 HPC 强化的 Silvermont 架构核心,预计将能提供超过3 TFLOPS的双倍精准度运算效能,以及比目前世代产品提升3倍的单执行绪运算效能。作为独立式伺服器处理器,Knights Landing将支援DDR4系统记忆体,以及和Intel Xeon 处理器平台相仿的功能与频宽,藉以为应用程式提供大幅扩充的记忆体空间。Knights Landing将与Intel Xeon处理器维持二进位程式码相容性,让软体开发业者易于重复运用为数可观的现有程式码。
对于偏好分离式元件,以及无须升级其他系统元件便可快速升级的客户,Knights Landing与Intel Omni Scale Fabric 控制器都将推出独立式 PCIe 扩充卡。现有的Intel True Scale Fabric 与未来的Intel Omni Scale Fabric 之间都将维持应用程式相容性,因此客户不必修改其程式就能转移到新的光纤技术。针对目前购买Intel True Scale Fabric 的客户,当Intel Omni Scale Fabric问世时,英特尔将提供程式并协助升级到此最新技术。
Knights Landing处理器预计将从2015下半年起使用于 HPC 系统。
Intel Omni Scale 结合从Cray与QLogic购入的IP,与英特尔自家的创新研发,将涵盖配接器、边界交换器(edge switch)、director交换器系统、开放资源光纤管理系统与软体工具等整个系列产品方案。此外,目前光纤中的director交换器,其内部的传统电子收发器将被Intel Silicon Photonics解决方案所取代,此解决方案将提高连结埠密度、简化布线、以及降低成本注六。内含Intel Silicon Photonics的布线与收发器解决方案可搭配Intel Omni Scale处理器、配接卡、以及边界交换器一同使用。
目前一代的Intel Xeon 处理器与Intel Xeon Phi 协同处理器是目前全球最快电脑系统的动力核心(效能达35 PFLOPS的中国「天河二号(Milky Way 2)」)。Intel Xeon Phi 协同处理器亦被运用在全球200多家OEM厂商所设计系统中。
在近日发表的第43届Top500超级电脑排名中,内含英特尔处理器的系统在所有上榜的超级电脑中占了超过85%,在所有新进榜的超级电脑中更占了97%。英特尔在推出首款多重核心架构产品Intel Xeon Phi 协同处理器后的18个月,内含此处理器的系统已在所有Top500超级电脑的总效能中占有18%的比重。
为协助厂商针对多重核心处理平台着手进行应用程式最佳化,英特尔与多所大学及研究机构在全球各地一同设立超过30家英特尔平行运算中心(Intel Parallel Computing Center,IPCC)。内含 Intel Xeon Phi 协同处理器的平行最佳化坚持以标准通用编程语言重新编译,这项投资将继续在 Knights Landing 上使用。这种渐进式调校的模式,让业者能有效运用创新功能带来的效益。